[发明专利]一种基于模糊推理的注塑成型模具的智能设计方法

权利要求书

1.一种基于模糊推理的注塑成型模具的智能设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，模糊规则的产生及模糊规则库的更新

步骤1.1，以模具设计师设计的成品模具为样本，考虑模具样本的尺寸、精度、力学性能及注塑成型过程中注塑速度、取模方法，以设计师的设计参数，包括：主流道直径、模具温度、浇口位置、浇口数量、排气口位置与数量、冷却通道表面积作为设计变量，通过词向量的方法转换成可以用于数学运算的实数向量；所述的词向量的方法为将单词或者短语映射为数学上实数向量的语言建模方法；

步骤1.2，利用模糊控制器对所述的实数向量进行模糊化处理，从而将样本的设计变量转换为模糊规则并储存于模糊规则库中；

步骤1.3，按照步骤1.1、1.2相同的方法，对多个设计师针设计的同一个成品模具所提供的设计变量进行处理，生成多种模糊规则并储存于模糊规则库中；

根据模糊规则中的多种模糊规则，响应新的经验并更新模糊规则库，然后对模糊规则的有效性进行判断，将可行的模糊规则保留在模糊规则库中；

步骤2，利用模糊控制获取模具参数并优化

步骤2.1，通过建模软件对成品模具进行建模处理，获取关于成品模具的设计参数，通过词向量的方法转换成实数向量；

步骤2.2，将模具期望达到的设计参数，以及所述的实数向量通过模糊产生器进行模糊化处理，将处理产生的模糊数据转化成模糊集合；

模糊化：对输入的实数向量进行处理，变成模糊控制器要求的输入量，将参考输入与输出反馈进行比较得到的误差值；然后将输入量进行尺度变换至模糊控制器规定的范围以内；最后将已达到规定范围的输入量从清晰向量转化为用模糊集合表示的模糊量；

在模糊推理器中对所述的模糊集合与模糊规则库中的模糊规则进行分析，输出最优的模糊集合，然后通过解模糊器将最优的模糊集合解析为具体的设计参数，以该设计参数作为模具设计的初步指导参数，建立模具设计的数据模型；

步骤2.3，针对于所述的数据模型，分别以不同设计师在进行成品模具设计时采用的不同材料作为数据模型的材料对数据模型进行仿真，然后进行模具性能的预测，将预测结果与设计师设计的成品模具进行对比以得出所述数据模型的预测精度；找出预测精度最高的数据模型；然后引入灰色关联理论，利用灰色关联分析计算设计参数对模具性能的影响程度；

步骤2.4，将模具性能赋值并作为输入参数，以模具的材料以及模具的设计参数作为输出变量，结合BP神经网络进行映射建模，从而获得输入输出的非线性映射关系式；

利用粒子群算法对映射模型进行优化，获得最优的模具性能数值；以该性能数值作为约束条件，采用非线性寻优方法对模具性能数值进行反求优化，从而得到最优的模具设计参数，利用该设计参数进行模具的设计；

步骤3，模具的模流分析

利用步骤2得到的最优的模具设计参数对模具进行建模处理，通过软件模拟的方法对模具成型时模具内部流动情况进行分析，从而选择能使模具外形和性能达到最佳时的模具参数作为最终的模具设计参数，包括：

(1)浇注系统设计包括主流道、分流道、冷料穴和浇口；首先应该使用Moldflow对浇口位置进行自动分析，然后对浇注系统的充填时间、充填末端压力、熔接痕进行分析；

(2)塑料外壳结构较规则，冷却系统采用Moldflow柱单元创建为直流循环式，为实现快速均匀冷却，应在模具上下表面对称分别设置的弯曲冷却水道；

(3)通过使用Moldflow对塑件出现的翘曲和收缩现象仿真而得到的模拟结果并结合塑件结构进行分析，给出从塑件壁厚和模具冷却系统方面减少翘曲变形的优化方案；模具内部的温度场变化，采用控制变量法研究分析注塑成型工艺参数对模温的影响，从而确定模具的最优模温；

通过moldflow软件对于模具模型进行仿真模拟分析，对模具参数进行最优化处理，并确定最终的模具设计参数。